控制工程基础总复习

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1、控制工程基础总复习第一章概论第二章控制系统的动态数学模型第三章时域瞬态响应分析第四章控制系统的频域特性第五章控制系统的稳定性分析第六章系统的误差分析和计算第七章控制系统的综合与校正在没有人直接参与的情况下，使生产过程和被控对象的某些物理量能准确地按照预期规律变化。一、自动控制系统的基本概念（掌握）二、控制系统的组成（掌握）被控对象测量元件和变送器调节器/控制器执行器第一章概论三、控制系统的方块图（掌握）四、控制系统的分类（掌握）按有无反馈测量装置控制系统可分为：闭环控制系统和开环控制系统。区别？五、对控制系统的基本要

2、求（掌握）稳定准确快速一、建立控制系统的数学模型对于简单电路系统、机械系统，掌握列写微分方程求取传递函数的方法。第二章控制系统的动态数学模型二、数学模型的线性化（了解）根据控制系统元件的特性，控制系统可分为线性控制系统、非线性控制系统。三、拉氏变换及拉氏反变换拉氏变换定义（掌握）对于函数，若满足下列条件：简单函数的拉氏变换（掌握）拉氏变换的性质（掌握）叠加原理微分定理推论：零初始条件积分定理推论：零初始条件衰减定理延时定理初值定理终值定理时间比例尺改变的象函数tx(t)的象函数若sF(s)的所有极点位于左半s平面,即

3、存在，则：的象函数(11)周期函数的象函数(12)卷积分的象函数拉氏反变换（掌握）利用部分分式展开法，然后再利用已知函数的拉氏变换和拉氏变换的性质。（会计算留数）用拉氏变换解常系数线性微分方程（掌握）四、传递函数及典型环节的传递函数传递函数定义（掌握）在零初始条件下，线性定常系统输出象函数与输入象函数之比。典型环节的传递函数（掌握）五、系统方块图及其简化方块图等效变换法则（掌握）各前向通路传递函数的乘积不变；各回路传递函数的乘积保持不变。信号流图及梅逊公式关键在于把结构图中的前向通路和回路一一全部找出，必须细心。（简

4、化方法二者任选其一）第三章时域瞬态响应分析一、典型输入信号（掌握）阶跃函数斜坡函数加速度函数脉冲函数正弦函数二、一阶系统的瞬态响应（掌握）闭环传递函数输入信号输出响应ess00T∞等价关系：系统对输入信号导数的响应，就等于系统对该输入信号响应的导数；系统对输入信号积分的响应，就等于系统对该输入信号响应的积分。三、二阶系统的瞬态响应×-单位阶跃响应极点位置特征根阻尼系数单调上升两个互异负实根单调上升一对负实重根衰减振荡一对共轭复根(左半平面）等幅周期振荡一对共轭虚根两个互异正实根单调发散一对共轭复根(右半平面）发散振荡

5、二阶系统阻尼系数与特征根的关系四、时域分析性能指标上升时间：曲线从0上升首次到稳态值所用时间峰值时间：响应曲线达到第一个峰值所用时间调整时间：利用响应曲线稳态值的绝对百分数做一个允许误差范围。响应曲线达到并且永远保持在这一允许误差范围内所用的最短时间。10t2%或5%0[s]欠阻尼二阶系统时域性能指标（掌握）为共轭复数与负实轴的夹角五、高阶系统的瞬态响应（了解）工程上为处理方便，某些高阶系统通过合理简化，可用低阶系统近似。降阶简化依据：系统极点的负实部愈是远离虚轴，则该极点对应的项在瞬态响应中衰减得愈快。反之，距虚轴

6、最近的闭环极点对应着瞬态响应中衰减最慢的项，该极点对（或极点）对瞬态响应起主导作用，称之为主导极点。（注：该极点附近没有零点）。工程上当极点A距虚轴的距离大于5倍的极点B距虚轴的距离时，分析时可忽略极点A。闭环传递函数中，如果分子分母具有负实部的零、极点数值上相近，则可将该零点和极点一起消去，称之为偶极子相消。工程上认为某极点与对应的零点之间的间距小于它们本身到原点距离的十分之一时，即可认为是偶极子。第四章控制系统的频域特性一、正确理解频率特性的概念（掌握）幅频特性相频特性二、频率响应的极坐标图—乃氏图典型环节的乃氏

7、图（掌握）1)比例环节0UjVK0jVU2)积分环节0jVU3)微分环节4)一阶惯性环节0jVU10.55)二阶振荡环节01jVU谐振峰值Mr和谐振频率016)延迟环节jVU乃氏图的一般作图步骤（掌握）K0jVU0jVU最小相位系统开环频率特性为：乃氏图的起点乃氏图的终点三、频率响应的对数坐标图—伯德图伯德图的定义（掌握）由两张图组成。纵坐标分别为对数幅频特性：单位：dB对数相频特性：幅值和相角用线性坐标横坐标按频率的对数线性分度典型环节的伯德图（掌握）1)比例环节00K=1K>1K<12)积分环节-20000.11

8、0120-403)一阶惯性环节004)一阶微分环节005)二阶振荡环节00-406)延迟环节000.1110100一般系统伯德图作图方法（掌握）幅频特性——由各典型环节对数幅频特性叠加；相频特性——由各典型环节相频特性叠加。先比例，后积分，然后按照转折频率由小到大的顺序依次绘制各自近似的伯德图，在各典型环节的转折频率处相应改变斜率。对数幅频特性